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生物基多元醇的綠色制造
眾所周知，石油、天然氣和煤炭等不可再生的化石資源構成了當今世界燃料和化學工業的基石，豐富了人類的物質生活，創造了當今的繁華塵世。然而，隨著化石資源的日益枯竭，能源供需矛盾的不斷惡化，油價的不斷飆升，化石工業造成的環境污染日益嚴重等問題，已成為制約社會和經濟可持續發展的瓶頸。這些問題大大推動了人們研究可再生的生物質資源制備能源和大宗化學品的熱情。多元醇作為新一代能源和化學品的平臺，其廣泛的應用前景已引起了眾多科研工作者的廣泛關注。目前，生物基多元醇的工藝路線主要集中在山梨醇的加氫裂解和纖維素通過熱裂解、催化裂化及酸水解加氫等反應途徑制得。但是這兩種工藝路線具有工序流程長，反應條件比較苛刻（需要高溫、高壓下進行），產品比較復雜，分離難度大，成本高等不足，嚴重制約生物基多元醇產業的健康發展。本項目針對上述工藝路線存在的不足，設計了三條新的反應途徑，均能有效地將葡萄糖單體轉化為附加值比較高的多元醇，如合成聚酯纖維的基礎原料：1、2-丙二醇和乙二醇等。這些工藝路線與傳統路線相比，具有反應條件比較溫和，產物比較簡單，成本比較低等優點，同時也能達到節能減排的目標，符合環境友好的要求。因此，這么有意義的研究工作應該得到更大的扶持力度，使其盡快產業化，走出符合我國生物產業特色的道路。
南京工業大學
2021-04-13
熱管式生物質氣化爐
熱管式生物質氣化爐是將高溫熱管技術引入生物質氣化爐中，實現生物質的間接氣化，使得生成的燃氣中不含氮氣，熱值可達15MJ/Nm3。試驗結果表明與用空氣直接供熱氣化的氣化爐氣體組分和熱值比較，用熱管式生物質氣化爐間接供熱得到的氣體組分中H2的含量很高，約是用空氣直接供熱氣化的10倍，熱值是用空氣直接供熱氣化的2～3倍。用所開發的熱管式生物質氣化爐建立小規模分布式熱電聯產系統，合理利用生物質能，解決我國分散地區的熱、電供應問題。已申請了兩項發明專利，目前均已授權。旋轉熱管生物反應器是采用回路熱管的技術原理，依靠熱管吸熱段上的熱管漿葉來實現吸熱。熱管漿葉和熱管攪拌軸是相通的，兩者組合的旋轉熱管本身是一個等溫體，當熱管漿葉圍繞攪拌軸旋轉時，在釜內形成圓筒形的液體等溫層，并通過布置多層熱管漿葉，就可實現整個釜內的溫度均勻性。優點是吸熱槳葉單元占用空間小，強化管外反應器內介質的傳熱傳質，提高反應器內傳熱效率和生物反應效率，同時實現節能減排目的。已申請了一項發明專利，目前已授權。
南京工業大學
2021-04-13
γ-氨基丁酸的生物制備技術
該產品獲國家基礎科研計劃(2009CB724700)、國家高技術研究發展計劃(2012AA021503)和博士學科點專項科研基金(20103221110006)等支持，專利在申1項。該產品可應用于食品、藥品以及生物材料等領域。以L-谷氨酸為底物，工程菌直接脫羧反應，反應轉化率高達100%，產物得率為70%，純度達99%以上，工藝簡單，綠色無污染。隨著人們生活質量的提高，養生越來越受到人們的密切關注。因為γ-氨基丁酸的生理與保健作用，它將供不應求，所以推廣該技術與該產品迫在眉睫。該項目擁有自主知識產權，目前已小批量生產。
南京工業大學
2021-04-13
揭示生物振蕩網絡的設計原則
生物振蕩網絡作為生命體的內稟時鐘，調節各種與時間信息相關的生命過程，因此需要在減小計時漲落的同時，保持對環境信號的敏感性。 對于處于熱力學平衡態的系統，漲落耗散定理表明，高響應與低漲落不可能同時完成。但是生命系統處于非平衡態，并沒有漲落耗散定理的約束。對于振蕩網絡這一非平衡態系統，如何保持高敏感性和精確性，以及對應的熱力學的設計原理，是一個重要的利用物理原理理解生命系統的基本問題。 歐陽頎教授研究組與美國IBM沃森研究中心的涂豫海教授（北京大學物理學院/定量生物學中心教授）展開合作，首次從理論上揭示了生化反應網絡優化振蕩功設計原則。研究發現，通過增加系統的自由能耗散，振蕩的計時精確性增加，這與之前的研究相符；更重要的是，耗散的增加還能夠增強系統對于外界信號的響應，兩者呈正比關系。通過對簡單模型的解析發現，額外的自由能耗散可以加強振蕩相位與振幅的耦合，借此來增強對信號的響應，從而打破了平衡態的漲落響應關系。為了同時達到高敏感性和精確性，系統需要精細的分配參與反應的非平衡環路中的自由能耗散。研究基于化學勢與反應流提出了兩條重要的能量分配原則，并在相關實驗數據分析中得到驗證。
北京大學
2021-04-11
腫瘤特異的生物正交前藥
協同利用酶觸發的超分子自組裝和生物正交斷鍵反應，在腫瘤細胞內部實現原位、特異的前藥激活，不僅極大地降低了抗癌藥物的毒副作用，而且增強了靶向活化能力。設計合成了帶有前藥激活開關Tetrazine的酶響應組裝前體短肽，利用宮頸癌細胞過表達的磷酸酶，在腫瘤原位構建功能納米組裝體，使前藥激活開關獲得腫瘤靶向性并且大量富集。后續使用的阿霉素前藥TCO-DOX (其中，TCO為生物正交脫籠基團)在正常細胞或組織內沒有激活，不產生毒性；而在腫瘤內則能被高效激活，顯著提高了癌細胞的殺傷效果。
北京大學
2021-04-11
利用餐飲廢油制取生物柴油
項目簡介近年來，石油價格不斷上漲，我國汽車保有量持續上升，燃料油用量越來越大，這在一定程度上造成了我國燃油供給的緊張。另一方面，隨著餐飲行業的發展，加之我國人民的飲食習慣，日益增加的餐飲行業產生的廢食用油,已經成為環境及飲食安全方面的一大隱患。本項目的目的在于將餐飲行業的廢油（脂）經過凈化處理后，在堿催化劑存在下，進行酯交換反應，生產市場緊缺的車用燃油替代品——生物柴油。經檢測本項目制得的生物柴油性能指標如下：二、市場前景當今餐飲行業異常發達，產生的廢油資源越來越豐富。石油短缺，汽車保有量增多，造成石油柴油供應短缺，使生物柴油市場前景非常樂觀。三、規模與投資規模5000噸/年，廠區占地1000㎡，設備投資100萬元。四、生產設備設備名稱 規格 材質 數量反應釜 5000L 不銹鋼 5個貯罐 10000L 不銹鋼 4個離心泵 5臺熱水鍋爐 3噸 1個五、效益分析以地溝油、動植物油、酸化油[動植物油皂角油]，脂肪酸，毛油.等經凈化后脫水干燥后，在堿催化劑作用下與甲醇進行酯交換反應，生產脂肪酸甲酯[生物柴油]。生產成本：原料費：甲醇 50kg 200元凈化餐飲廢油 3400元/噸 人工費 20元/噸水、電費 20元/噸 其他原料及加工費 50元/噸生產成本： 3690元/噸 包裝、運輸及其他經營成本 600元/噸生物柴油市場售價 4800元/噸年經濟效益：（4800－600－3690）×5000=255萬元六、合作方式合作，轉讓。
河北工業大學
2021-04-13
導電聚苯胺及其衍生物
導電聚合物的發現為有機高分子材料的應用開辟了一個新領域，聚苯胺由于合成工藝簡單、摻雜機制特殊，具有良好的導電性、優良的環境穩定性以及特殊的光、電、磁學性能而得到廣泛的研究。但仍存在以下問題：（1）聚苯胺的分子鏈骨架剛性強，分子間相互作用力大，幾乎不溶不熔，加工性能和機械性能較差；（2）合成產物的結構、分子量和聚集態難于控制，對宏觀性能的影響大；（3）聚苯胺經摻雜后雖然表現出一些優異的性能，但相對于本征態，穩定性降低。針對以上問題，本項目采用化學氧化聚合法合成了不同
廈門大學
2021-01-12
復合微生物凈水新技術
可以量產/n成果簡介：采用先進、高效的分離、篩選技術從自然界不同環境中分離出具有高效降解、轉化水體污染物的微生物，并優化其培養條件，開發出各具特點的高密度發酵工藝，獲得多種可工業化生產的凈水微生物制劑。根據污染水體的特點，有機復配各類凈水微生物制劑，采用直接投放、原位修復的方式，對各類污染水體進行有針對性的處理。技術類型：專利技術（國家發明專利授權號：CN1508243）應用前景：該技術可廣泛應用于富營養化水體生態修復、黑臭河流脫黑除臭、沼液無害化處理以及生活污水及工業有機廢水的處理。
華中農業大學
2021-01-12
生物催化生產半胱氨酸
L-半胱氨酸（L-CySH）是組成蛋白質的20多種氨基酸中唯一具有還原性基團巰基的氨基酸，為谷胱甘肽的組成成分之一。由于其分子中含有活性的巰基，具有許多重要的生理功能：可以增強肝功能，用于治療肝炎、肝硬化與肝昏迷等癥狀；可以作為解毒劑，解除苯、萘等有毒芳香物質及藥物中毒；可用于治療因原子能輻射、X射線以及其它短光波所引起的放射性障礙和各種白血球減少癥；有抗過敏與消除過敏癥的作用；可用于蛋白質氨基酸制劑，解毒鎮痛劑、疲勞恢復劑、潰瘍治療劑，L-半胱氨酸還是特效的化痰劑；可促進毛發生長和防止食品氧化等。因此L-半胱氨酸已經廣泛應用于醫藥、食品、化妝品以及飼料工業。此外由L-半胱氨酸可以得到多種衍生物，有鎮痛、消炎、退燒、止痛以及抑制細菌和腫瘤生長的作用，目前也在得到不斷的開發和應用。國內目前L-半胱氨酸的生產主要依靠人或動物的毛發經酸水解或堿水解提取L-半胱氨酸后，再經過電解還原制得L-半胱氨酸。該方法收率低，能耗高，水解過程產生大量刺激性氣體，廢酸處理困難，對環境污染嚴重。隨著L-半胱氨酸生產技術的發展，微生物轉化法制生產L-半胱氨酸逐漸取代了毛發水解制備L-半胱氨酸。微生物轉化法制備工藝以其反應條件溫和、專一性強、對環境友好等優點而日益受到重視。本課題組利用自行篩選的高效菌株，通過高密度培養獲得大量菌體，可以將底物D,L-2-氨基-Δ2-噻唑啉-4-羧酸（D,L-ATC）轉化為L-半胱氨酸，濃度為5.8g /L，轉化率92%，半胱氨酸得率78%。
華東理工大學
2021-04-13
微生物采油調控技術
我國面臨著能源短缺與大量石油資源未能有效開發利用的突出問題，目前平均石油采收率不及35%，約有2/3的石油資源留在地下有待開發。微生物采油是一項經濟有效的提高原油采收率技術，該技術具有成本低、不傷害儲層、環境友好等特點，符合能源與環境協調可持續發展的戰略方向。近10年來，針對微生物采油技術的難題進行攻關，系統地研究了微生物在位繁殖效應與驅油機制和微生物驅油傳遞與界面反應過程，提出并建立了驅油過程中微生物在位繁殖效應模型；引入現代分子生物學技術，發展了油藏微生物群落結構與功能微生物的動態監測與評價技術；開拓性地建立了微生物采油調控技術體系。研究成果已形成知識產權技術13項，其中，授權發明專利5項、國際PCT專利3項。獲2008年上海市科技進步一等獎，2010年獲國家科技進步二等獎。
華東理工大學
2021-04-13